化工工藝專業實習教學“三位—體”法的應用

摘要 化工工藝專業實習教學采用的“計算機化工仿真操作一實物化工單元模擬操作一化工企業綜合實習”的“三位一體”教學法，是把工藝課與生產實際相結合的行之有效的方法。

關鍵詞 化工仿真 實物操作 綜合素質

如何提高化工工藝專業學生的操作技能，是實習教學中的重要一環，專業實習教學就是解決這個環節的重要途徑。化工專業實習是學生在掌握專業(工種)基本理論知識的基礎上，進一步熟悉和掌握基本操作技能的途徑，從而使學生能正確分析判斷生產過程中出現的各種情況，并對其進行調節、控制，保證生產的正常運轉。

由于化工企業存在著諸多不安全因素的特殊性，為了安全生產和經濟效益，實習學生一般不能獨立動手操作，完整的開車、停車操作和事故判斷處理的機會更少，而這恰恰是實習的重要內容。為解決化工工藝教學實習難的問題，我校采用了“三位一體”教學法：“三位”即計算機化工仿真操作一實物化工單元模擬操作一化工企業綜合實習，“一體”即一個整體的實習教學過程。實踐證明，它能有效地把工藝課與生產實際相結合，使學生在技能訓練上得到比較充分的發揮，在生產崗位操作方面得到鍛煉，綜合素質得到提高。

一、計算機化工仿真操作是提高技能訓練的有效手段

計算機化工仿真操作系統是通過建立生產裝置中各種過程單元的動態特征模型及各種設備的特征模型來模擬生產過程的動態系統，通過數學模型計算出仿生產信息，即用數學模型來模擬實際的動態過程。它創造了一個與真實裝置非常相似的操作環境，各種畫面的布置、顏色、數值信息動態顯示，狀態信息動態指示，操作方式等方面與真實裝置的操作環境相同。本套軟件所選用的單元有離心泵、換熱器、液位控制、加熱爐、脫丁烷塔、吸收解吸、壓縮機、鍋爐、固定床反應器、流化床反應器，基本上包括了化工企業常見的設備流程。

計算機化工仿真操作教學可通過四步來進行。第一，入門指導。讓學生了解計算機化工仿真的開發前景和應用特點，明確學習的目的和要求，激發學習積極性，樹立學習信心。第二，講解演示。教師首先講解每個單元的工藝流程、設備結構及工作原理，然后進行演示操作，強調操作要領，引導學生運用已學過的理論知識來觀察、分析和判斷操作過程產生的問題，或提出不同的流程來開發學生的思維。第三，巡回指導。這是學生動手訓練的重要階段，教師細心觀察每位學生的操作情況，并及時指出問題，使他們能正確的掌握操作技巧。第四，檢查測評。學生根據每個單元流程涉及的專業知識及操作要點來鞏固知識，單元應知和應會測評是對每個學生相關理論知識及操作技能的檢驗。如果達不到學習目的可以進行反復訓練，提高學生獨立操作的能力。

利用計算機化工仿真操作裝置進行教學，可以達到如下目的：能為學生提供充分的動手機會，可在仿真設備上反復進行開、停車訓練及故障處理；學生可以在仿真設備上根據自己的具體情況有選擇地設計不同方案進行學習；為師生提供了每個培訓工藝的DCS圖、現場圖、系統時標及控制組、報警、趨勢、動畫演示等畫面，教師可根據具體情況實施不同的教學方法；可以科學地對學生進行成績考核，并顯示出每次操作成績，讓學生及時了解自己的操作水平；可以設定各種事故的發生和極限運行狀態來培養學生的分析判斷能力；仿真操作是化工實習的崗前培訓，可縮短下廠實習時間，能節約下廠實習經費。同時在仿真設備上進行事故的處理訓練不會威脅到人身安全，不會造成設備損壞和環境污染。

利用計算機化工仿真操作裝置進行化工崗前訓練對提高學生操作技能雖然有明顯的效果，但也有其局限性：一是仿真系統還無法創造出一個真實的生產裝置現場，學生難以建立一個對實際生產的感性認識；二是操作演示是在鼠標和鍵盤上進行的，訓練的安全系數大，錯了還可以重新來，學生對出現的各種失誤、故障有時會抱著一種無所謂的態度，不利于增強學生安全生產的高度責任感、緊迫感。因此，不能用化工仿真操作訓練完全替代真正的生產操作訓練。

二、實物化工單元模擬操作是提高操作技能的有效途徑

學生下企業實習雖能身臨其境地感受化工生產的真實情況，對化工生產裝置，工藝流程、設備等都可以進行真實的了解。但從安全、高效生產方面考慮，工廠一般不會允許學生動手操作，這是學生下廠實習最大的遺憾和不足。解決這個問題的最好的辦法就是在校內實物化工單元模擬操作裝置上進行輔助練習。

實物化工單元模擬操作是一個真實的化工生產單元裝置，其設備、管路、操作控制閥、儀表、電器等都是真實的實物，可以說是一個小車間、小工段，只要投料，產品就會產出。為了安全和節約，使用的介質都是無毒、無害、無污染的清水、空氣和蒸汽，價廉、易得又安全，學生可以在教師的指導下，在裝置上動手反復進行開、停車以及故障處理的操作訓練，有效地提高了學生實際生產操作的熟練程度，從而使他們掌握了化工生產操作技能，提高了分析判斷和處理問題的能力。

實物化工單元模擬操作實習裝置的基本單元主要有流體(氣體、液體)輸送裝置、換熱裝置、吸收裝置、過濾分離裝置、蒸發裝置和蒸餾裝置等。學生在實習指導教師的指導下分別按預定實習方案進行單元操作實習訓練，定期輪換，直到全部掌握所有的操作技能，最后進行應會考評通過單元操作實習為止。

實物化工單元模擬操作實習教學的特點顯而易見：一是可以使學生對化工生產裝置及生產過程產生實物感、主體感，增強學生的感性認識；二是學生可以反復動手操作，處理各種工藝問題，鍛煉不同單元操作的膽量和信心，這對以后進行實際生產操作是十分重要的；三是化工單元實物操作實習裝置還可以兼顧進行相關專業，如機械維修、儀表等專業學生的實習，利用率較高；四是單元操作裝置獨立于企業，比較容易進行維護和保養工作。總之，利用實物化工單元模擬操作裝置進行實習教學是解決下廠實習難和下廠實習不足的一個好方法。

三、化工企業綜合實習是增強學生素質的必經之路

真正掌握化工生產操作技能、提高分析判斷和處理問題的能力，到企業去學習是必不可少的途徑。在計算機化工仿真操作切練和實物化工單元模擬操作實習的基礎上，為了鞏固和進一步提高操作技能，按照化工中級工的要求，最后必須讓學生到企業進行綜合實習，全面提高學生的綜合素質。我們要求學生在綜合實習過程中著重解決以下問題：學習文明生產和安全生產知識；掌握工藝操作的能力；提高工藝條件變化和事故分析處理的應變能力；掌握設備及儀表使用和維修的能力；熟練工藝信息計算的能力；學會識圖制圖的技能；鍛煉管理能力；應用語言文字提高領會和表達的能力。

對工藝操作能力的要求要根據實習學生所在的實習工廠的具體工藝過程和情況而定，我們要求學生能在一至兩個崗位操作并了解該崗位前后工序的情況，這一要求是結合工人技術等級而提出的。這樣學生在實習中會有一種使命感，促使他們虛心向工人師傅學習操作技能，從而達到所要求的操作能力。其他的學習方面，對實習學生都提出了具體的要求，由實習指導教師和工人師傅進行檢查和組織考評，只有達到合格要求的才真正完成實習任務。

“三位一體”教學法，是化工實習教學的一個行之有效的方法。化工仿真軟件訓練是崗前培訓的一種先進手段，實物化工單元操作給學生提供了動手實踐的機會，化工綜合實習是提高學生綜合素質的鍛煉場所，三者各有特點，互相補充。學生通過“三位一體”教學法的教學。操作技能得到提高，為畢業后就業奠定了良好的基礎，為化工企業培養應了合格人才。

責編 郝 勛